一、數字孿生平臺架構包括哪些內容

數字孿生技術通過構建物理對象(xiang)的數字化鏡像，描述物理對象(xiang)在(zai)現(xian)實(shi)(shi)世界中的變化，模擬物理對象(xiang)在(zai)現(xian)實(shi)(shi)環境中行為和影(ying)響，以實(shi)(shi)現(xian)狀態監(jian)測(ce)(ce)、故障診斷(duan)、趨勢(shi)預測(ce)(ce)和綜(zong)合優化。

為了構建數字化鏡(jing)像并實(shi)現上述目標，需要IOT、建模、仿真(zhen)等基礎支撐技術(shu)通過平臺化的架構進行融合，搭建從物(wu)理世界到孿生空間(jian)的信(xin)息交互閉環(huan)。整體來(lai)看，一個(ge)完整的數字孿生平臺應包(bao)含以下五個(ge)實(shi)體層級(ji)：

1、物理層

物(wu)理(li)層所涉及的(de)物(wu)理(li)對象既包(bao)括(kuo)了物(wu)理(li)實體(ti)，也包(bao)括(kuo)了實體(ti)內(nei)部(bu)及互相之間存在(zai)的(de)各類運行邏輯、生產流程等已存在(zai)的(de)邏輯規則。

2、數據層

數據(ju)層的(de)數據(ju)來源于物理空間中的(de)固有數據(ju)，以(yi)及由(you)各類傳感(gan)器實時采(cai)集(ji)到的(de)多模式(shi)、多類型(xing)的(de)運(yun)行數據(ju)。

3、模型層

數字孿生(sheng)中的(de)(de)模型(xing)(xing)既(ji)包含了對(dui)應已知(zhi)物理(li)對(dui)象的(de)(de)機理(li)模型(xing)(xing)，也(ye)包含了大量的(de)(de)數據驅(qu)動模型(xing)(xing)。其(qi)中，“動態”是模型(xing)(xing)的(de)(de)關(guan)鍵，動態意味著(zhu)這(zhe)些模型(xing)(xing)需要(yao)具備(bei)自我學習、自主調整的(de)(de)能力(li)。

4、功能層

功(gong)(gong)(gong)能層的(de)(de)核心要(yao)素(su)“功(gong)(gong)(gong)能模(mo)(mo)塊(kuai)”則是(shi)(shi)指(zhi)由各類模(mo)(mo)型(xing)通過或(huo)獨立或(huo)相互(hu)聯系(xi)作(zuo)用(yong)的(de)(de)方式形成的(de)(de)半(ban)自(zi)主性(xing)的(de)(de)子系(xi)統，或(huo)者說是(shi)(shi)一個數字孿生的(de)(de)小(xiao)型(xing)實(shi)例。半(ban)自(zi)主性(xing)是(shi)(shi)指(zhi)這些功(gong)(gong)(gong)能模(mo)(mo)塊(kuai)可(ke)以獨立設(she)計、創新，但(dan)在設(she)計時(shi)需(xu)要(yao)遵守共(gong)同的(de)(de)設(she)計規則，使其互(hu)相之間保持一定的(de)(de)統一性(xing)。這種特征使得數字孿生的(de)(de)模(mo)(mo)塊(kuai)可(ke)以靈活的(de)(de)擴展、排(pai)除、替換或(huo)修改，又可(ke)以通過再次組合的(de)(de)方式，實(shi)現復雜應用(yong)、構成成熟完整的(de)(de)數字孿生體(ti)系(xi)。

5、能力層

最終，通過功(gong)能模塊的搭配組合(he)解決特定應(ying)用(yong)場景中某類具體(ti)問題的解決方(fang)案，在歸(gui)納(na)總結后會沉(chen)淀為一套專業知(zhi)識體(ti)系(xi)，這便是數字孿生可對外提供的應(ying)用(yong)能力，也可稱為應(ying)用(yong)模式(shi)。因為其(qi)內部的模型和模塊具有的半自(zi)主特性，使得形成(cheng)的模式(shi)可以在一定程度上實現自(zi)適(shi)應(ying)調(diao)整。

二、數字孿生平臺架構的四大技術層級

數字孿生平臺的架(jia)構(gou)一般有四個技(ji)術層級，分別是：

1、數據采集與控制實體

主要(yao)涵蓋(gai)感(gan)知(zhi)、控制(zhi)、標識等技術，承(cheng)擔孿(luan)生體與物理對象(xiang)間(jian)上行感(gan)知(zhi)數據的采集和(he)下(xia)行控制(zhi)指(zhi)令的執行。

2、核心實體

依(yi)托通(tong)用支撐技術，實現模型構建與融合、數據集成(cheng)、仿真分析、系(xi)統擴展等功能，是生成(cheng)孿生體并拓展應用的(de)主要載體。

3、用戶實體

主要以可視化技(ji)(ji)術(shu)和虛擬現實(shi)技(ji)(ji)術(shu)為(wei)主，承擔人機交互的職能。

4、跨域實體

承擔(dan)各實體層(ceng)級之間的(de)數據互通和(he)安全保(bao)障職能(neng)。